电导率温度系数

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2.1 电导率仪表的基本原理
➢ 电解质水溶液的导电能力即电导率，与溶液中 所含离子的活度有关，活度则与浓度有关。 活度＝摩尔浓度×活度系数 由于离子间的牵制作用，浓度越大时活度系 数就越小。当电解质溶液的离子浓度很低时称 为无限稀释溶液，此时活度系数就接近于1，离 子浓度就等同于活度。 电导率在电厂水汽监督的应用基本都在无限 稀释溶液的范围内。
A
RX
B
容抗的计算公式为：
C1
C2
X
c
1
2 fC
C0
式中，f——电源频率，Hz；
C——电容，法拉。
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2.3.2 极间电容的影响
在A、B两端加上交流电源时，电源频率越
高，C1 、C2的容抗越小，当其容抗足够小的时 候，R1 、R2几乎被短路，极化电阻可以忽略不 计，消除了极化的影响。但是，频率越高，C0 的容抗也越小，它与溶液电阻RX并联，使A、B 两端总的阻抗减小，测量值偏小。
解决办法：采用交流电源作为电导池的电源。 无论是浓差极化还是化学极化，都产生了
与外加电场方向相反的电动势。采用交流电源 后，由于电流的方向不断改变使电极阴、阳极 性不断变换，避免了电极附近离子浓度的改变 和电极上电解产物的析出，可极大地消除极化 给测量带来的误差。
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2.3 影响电导率测量的因素
2.3.1 电极极化的影响
➢ 第二种，化学极化。由于发生了氧化——还原 反应，其结果是一个电极上析出金属，另一个 电极上析出氧化物或气体，也就是电解现象。 电解产物附着在电极上形成了原电池，其电动 势也是与外加电场方向相反，同样相当于增大 了溶液的电阻，引起测量误差。
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2.3.1 电极极化的影响
2.3.2 极间电容的影响 由于以上原因采用了交流电作为电导池的
电源，又引入了新的问题。采用了交流电源， 则电导池就不是纯电阻了，而是含有电阻和电 容的阻抗，偏离了我们所要测量的溶液电阻， 同样造成测量误差。
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2.3.2 极间电容的影响
电导池的等效电
路如图。其中R1 、R2 是极化电阻；C1 、C2 分别是极板1和极板2 与溶液间的双电层电
1 1L G = kA
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2.2 传感器及测量原理
当极板的几何尺寸固定后，两极板的距离与 面积之比，我们称为电极常数J，上式整理后
k=GJ
式中， J——电极常数，cm-1； G——电导，S； k——电导率，S/cm。
仪表测得电导池的电阻值，在已知电极常 数的情况下，就可将数据转换成我们所需要的 溶液电导率（也称比电导）。
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2.1 电导率仪表的基本原理
➢ 理论上的纯水几乎是不导电的。由于水本身也 能电离出微量的H+ 和OH-，纯水的电导率约为 0.055 µS/cm。
测量目的 电导率仪表是通过测量电阻的方法来达到
获知电解质溶液电导率的目的，从而知道该溶 液所含离子的总量。
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2.2 传wk.baidu.com器及测量原理
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2.1 电导率仪表的基本原理
➢ 电导率还与离子的种类有关，因为不同离子的 化合价不同，即所带的电荷数不同，且同价离 子的导电能力也不同。因此，要使电导率与溶 液的离子浓度有比例关系，必须有一定的条件。
➢ 在离子种类相对稳定的无限稀释溶液中，电导 率与溶液的离子浓度有一定的比例关系（浓度 是指各种离子浓度的总和），浓度越低，电导 率越小。
➢ 第一类导体——固体（金属、石墨等）， 靠自由电子的运动导电；
➢ 第二类导体——液体（电解质溶液或熔融 状态的电解质），靠离子的迁移导电。
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2.1 电导率仪表的基本原理
电解质溶液与电导率 ➢ 电解质溶解在溶剂中（通常是水）会产生电
离。强电解质是完全电离，如HCl，NaOH， NaCl，它们在水溶液中以离子的形式存在； 弱电解质则是部分电离，溶液中既有离子也 有分子（分子不导电），电离达到一定的平 衡为止，如HAc，NH3·H2O。
➢ 第一种，浓差极化。由于两极板附近液层中离 子被消耗而使数量相对减少，溶液中离子浓度 不均匀，离子朝着浓度低的方向迅速扩散而产 生了内电场，这种现象称为浓差极化。浓差极 化所产生的内电场称为浓差电势，它与外电场 方向相反，起降低电源电压的作用，相当于增 大了溶液的电阻，给测量带来误差。
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2.3 影响电导率测量的因素
2.3.1 电极极化的影响 由于给电极外加了电压，当电流通过电极
时，溶液中的正、负离子分别向两极迁移，正 离子在阴极表面获得电子，发生了还原反应； 负离子在阳极表面失去电子发生了氧化反应。 由此产生了两种极化现象。
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2.3.1 电极极化的影响
容，也称表面微分电 容；RX是溶液电阻； C0是两极板间的电解 质电容以及连接电缆 的分布电容之和。
A
B
R1
R2
A
RX
B
C1
C2
C0
图2-2 电导池的交流等效电路
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2.3.2 极间电容的影响
在图中，RX才是我们
想要的被测量，其他的电
R1
R2
阻、电容则是测量过程中 无法忽略的干扰量。电容
测量传感器
测量传感器（电极）由 两块金属极板组成，极板置 于电解质水溶液中，构成电 导池（在线电导率仪表的电 极，一般做成内、外两个圆 筒的形式）。向两极板施加 一定的电压，测量电流，得 到电导池的电阻。
R=U I
U
I
R
图2-1 电导池原理
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2.2 传感器及测量原理
电阻与电阻率
一段导线，它的电阻R、电阻率ρ、导线 面积A和导线长度L之间的关系是：
R=ρ L A
电阻与电阻率和导体长度成正比，与导体 面积成反比。电阻率ρ是导体材料决定的，比 如，铜的ρ比铝的ρ小，因此相同面积、相同长 度的铜导线和铝导线相比，铜导线的电阻小， 导电性能好。
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2.2 传感器及测量原理
电导与电导率 对于水溶液，我们用电导率k来表达它的导
电能力，它是ρ的倒数；而电导池的电导为G， 是电阻R的倒数。
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电导式仪表
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2 电导率仪表
内容提要 2.1 电导率仪表的基本原理 2.2 传感器及测量原理 2.3 影响电导率测量的因素 2.4 电导率仪表的电路组成 2.5 电导率仪表的校验 2.6 电导率仪表使用中的一些问题
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2.1 电导率仪表的基本原理
导体 导体可分为两类：